硝態氮、氨態氮與三峽庫灣水體富營養關系探析

張麗瑩陳書鴻牟新利張 婷覃鳳霞

（1.三峽庫區水環境演變與污染防治重慶高校市級重點實驗室，重慶萬州 404100）（2.重慶三峽學院環境與化學工程學院，重慶萬州 404100）

硝態氮、氨態氮與三峽庫灣水體富營養關系探析

張麗瑩1陳書鴻1牟新利2張 婷2覃鳳霞2

（1.三峽庫區水環境演變與污染防治重慶高校市級重點實驗室，重慶萬州 404100）（2.重慶三峽學院環境與化學工程學院，重慶萬州 404100）

以三峽庫區渡河庫灣為研究對象，連續五年逐月監測水體硝態氮、氨態氮、葉綠素a濃度．采用spearman秩相關系數法分析水體富營養化與硝態氮、氨態氮的關系，結果顯示硝態氮與富營養化呈負相關，氨態氮則與富營養化無顯著意義，由此表明三峽庫區支流庫灣水體硝態氮是藻類等浮游植物繁殖吸收的主要價態氮．

三峽庫灣；富營養化；硝態氮；氨態氮

三峽庫區支流庫灣水體富營養化已影響到三峽水庫生態安全[1-2]，藻類等浮游植物大量繁殖造成相關水域水生生態系統破壞甚至崩潰．氮是浮游植物繁殖不可缺少的重要營養元素，但藻類等浮游植物繁殖主要利用何種價態無機氮則說法不一[3]．本文利用2010—2014年監測數據，分析瀼渡河庫灣水體葉綠素a（藻類等浮游植物特征指標）和硝態氮、氨態氮的關系，對研究庫區支流庫灣水體富營養化問題具有基礎意義．

1 研究對象與分析方法

1.1 研究對象

瀼渡河是三峽庫區腹心萬州區的主要支流，三峽水庫成庫后形成的庫灣縱深1 km，面積約0.4 km2，具有典型的庫灣水文特征．2010年8月—2014年12月每月上旬選取庫灣中心區域進行水質監測．水質各參數分析方法如表1所示．所獲監測結果以2010年8月作為第一個月，逐月狀況見圖1～3．

圖1瀼渡河庫灣硝態氮濃度變化趨勢

圖2瀼渡河庫灣氨態氮濃度變化趨勢

圖3 瀼渡河庫灣葉綠素a濃度變化趨勢

表1 水質項目監測方法及儀器設備

1.2 相關性分析方法

采用spearman秩相關系數將葉綠素a濃度按數據大小順序排列得到位次系列X1…XN，對應硝態氮（或氨態氮）數據按大小排列得位次系列Y1…YN，秩相關系數按下式計算：

表2 秩相關系數sr的臨界值（Wp）

2 結 果

2.1 硝態氮與葉綠素a相關性表明水體葉綠素a濃度與硝態氮濃度呈顯著負相關，即水體富營養越嚴重（藻類密度越大），硝態氮濃度越低．如圖4所示．

2.2 氨態氮與葉綠素a相關性表明水體氨態氮濃度變化與葉綠素a濃度變化無相關性，即水體富營養發展未影響氨態氮濃度變化．如圖5所示．

2.3 氨態氮/硝態氮比值與葉綠素a相關性顯示氨態氮/硝態氮比值與葉綠素a濃度呈顯著正相關，即水體富營養越嚴重，水體中氨態氮/硝態氮比值會呈上升趨勢．如圖6所示．

圖4 硝態氮與葉綠素a相關性

圖5 氨態氮與葉綠素a相關性

圖6 氨態氮/硝態氮比值與葉綠素a相關性

3 討 論

氮是浮游植物構成的重要元素種類，也是水體富營養化兩大主要限制性因子之一．生物學已證實，浮游植物（主要是藻類）大量繁殖時主要吸收水體中溶解無機氮．但何種價態氮是其主要營養源則令人疑惑．大部分研究者認為氨態氮是主要吸收氮源，因為氮用于合成蛋白質，而氨基酸中氮呈還原態，如硝態氮是主要氮源則生物體必須先將氧化態的硝酸鹽還原，這是十分不經濟的，也有試驗證明[4]藻類傾向優先利用氨態氮．本相關性研究則發現三峽庫區瀼渡河庫灣浮游生物量（以葉綠素a含量代表）增長下氨態氮并未出現趨勢性變化，反而硝態氮下降趨勢顯著，考慮到有氧條件下水體硝化、亞硝化反應占優勢會促進氨態氮向硝態氮轉變的因素，NH3-N/NO3-N比值的上升趨勢情況也從另一側面證實，浮游生物量增長吸收的氮源主要為硝態氮，浮游植物大量繁殖可使水體硝態氮呈低濃度狀態[5]．葉麟等[6]對三峽庫區湖北境內的香溪河庫灣水體硝酸鹽分布研究也證實，硝酸鹽低的地方浮游生物量變化幅度大的現象．因此，氮與浮游植物增殖的因果關系以及對浮游植物的限制機理有待進一步研究[7]．

4 結 論

水體中硝態氮濃度變化與富營養化發展呈顯著負相關的特征表明硝態氮是浮游植物繁殖吸收利用的主要價態氮，也揭示出低氮水體（相對氮磷比下降）是浮游植物繁殖的結果，而不是大量繁殖的條件．

[1]胡征宇，蔡慶華.三峽水庫蓄水前后水生態系統動態的初步研究[J].水生生物學報，2006，30（1）：1-6.

[2]向迎春，張麗瑩，劉貴強等.三峽水庫萬州段支流回水區富營養化時空分布研究[J].重慶三峽學院學報，2014，30（3）：4-9.

[3]陳文煊，王志紅.不同形態氮對富營養化水源藻華暴發的潛在影響[J].給水排水，2008，34（9）：22-26.

[4]陳瓊.氮、磷對水華發生的影響[J].生物學報，2006，41（5）：12-14.

[5]向迎春，張麗瑩，劉貴強，等.三峽水庫萬州段支流回水區富營養化時空分布研究[J].重慶三峽學院學報，2014（3）.

[6]葉麟，徐耀陽，蔡慶華.香溪河庫灣春季水華期間硝酸鹽、磷酸鹽的時空分布[J].水生生物學報，2006，30（1）：75-79.

[7]彭莉.淺析萬州區農村飲用水源現狀及整改措施[J].重慶三峽學院學報，2009（3）.

（責任編輯：張新玲）

A Preliminary Analysis of the Relationship between Nitrate Nitrogen, Ammonia Nitrogen and Eutrophication in the Three Gorges Reservoir Bay

ZAHNG Liying1CHEN Shuhong1MU Xinli2ZHANG Ting2QIN Fengxia2
(1. Key Laboratory of Water Environment Evolution and Pollution Control in Three Gorges Reservoir, Wanzhou, Chongqing 404100;2. School of Environment and Chemistry Engineering, Chongqing Three Gorges University, Wanzhou, Chongqing, 404100)

This paper takes Ranghe River Bay in the Three Gorges Reservoir as the research object. With a five-year monthly monitor of the concentration of nitrate nitrogen, ammonia nitrogen, chlorophyll in water, it has an analysis of the relationship between eutrophication and nitrate nitrogen, ammonia nitrogen by using Spearman rank correlation coefficient method. Results show that the nitrate nitrogen and the eutrophication were negatively correlated, and ammonia nitrogen is insignificant. This shows that the nitrate nitrogen in Three Gorges Reservoir tributary bays is the main valence nitrogen that is absorbed by algae phytoplankton .

Three Gorges Reservoir Bay; eutrophication; nitrate nitrogen; ammonia nitrogen

X52

A

1009-8135（2015）03-0008-03

2014-12-15

張麗瑩（1978-），女，重慶萬州人，重慶三峽學院實驗師，主要研究化學與環境保護.